В масляных выключателях контакты размыкаются в масле, однако вследствие высокой температуры дуги, образующей­ся между контактами, масло разлагается и дуговой разряд происходит в газовой среде. Приблизительно половину этого газа (по объему) составляют пары масла. Остальная часть состоит из водорода (70%) и углеводородов различного состава. Газы эти горючи, однако в масле горение невозможно из-за отсутствия кислорода. Количество масла, разлагаемого дугой, невелико, но объем обра­зующихся газов велик. Один грамм масла дает приблизительно 1500 см3 газа, приведенного к комнатной температуре и атмосферному давлению.

Гашение дуги в масляных выклю­чателях происходит наиболее эффективно при применении гасительных камер, которые ограничивают зону дуги, спо­собствуют повышению давления в этой зоне и образованию газового дутья сквозь дуговой столб.

Гашение дуги в элегазовых выключателях

Элегаз (SFg — шестифтористая сера) представляет собой инертный газ, плот­ность которого превышает плотность воздуха в 5 раз. Электрическая проч­ность элегаза в 2—3 раза выше проч­ности воздуха; при давлении 0,2 МПа электрическая прочность элегаза сравни­ма с прочностью масла.

В элегазе при атмосферном давлении может быть погашена дуга с током, который в 100 раз превышает ток, отключаемый в воздухе при тех же условиях. Способность элегаза гасить дугу объясняется тем. что его молекулы улавливают электро­ны дугового столба и образуют отно­сительно неподвижные отрицательные ионы. Потеря электронов делает дугу неустойчивой, и она легко гаснет. В струе элегаза поглощение электронов из дугового столба происходит еще интенсивнее.

В элегазовых выключателях приме­няют автопневматические дугогасительные устройства, в которых газ в про­цессе отключения сжимается поршне­вым устройством и направляется в зо­ну дуги. Элегазовый выключатель представляет собой замкнутую систему без выброса газа наружу.

Гашение дуги в вакуумных выключателях

Электрическая прочность вакуумного промежутка во много раз боль­ше, чем воздушного промежутка при атмосферном давлении. Это свойство используется в вакуумных дугогасительных камерах. Ра­бочие контакты имеют вид полых усеченных конусов с радиальными прорезями. Такая форма контактов при размыкании создает радиальное электродинамическое усилие, действующее на возникающую дугу и застав­ляющее перемещаться ее через зазоры на дугогасительные контакты. Контакты представляют собой диски, разрезанные спиральными прорезя­ми на три сектора, по которым движется дуга. Материал контактов по­добран так, чтобы уменьшить количество испаряющегося металла. Вслед­ствие глубокого вакуумапроисходит быстрая диффузия заряженных частиц в окружающее про­странство и при первом переходе тока через нуль дуга гаснет.Подвод тока к контактам осуществляется с помощью медных стержней. Подвижный контакт крепится к верхнему фланцу с помощью сильфона из нержавеющей стали. Сильфон служит для обеспечения герметичности вакумной камеры. Металлическиеэкраны служат для выравнивания электрического поля и для защиты керамического корпуса от попадания паров металла, образующихся при гашении дуги.


2. Основные системы, обеспечивающие работу генераторов и синхронных компенсаторов.

3. Практическое задание

4. Задача.

Билет №21

1 .Векторные диаграммы вторичных токов трансформаторов тока при соединении вторичных обмоток в неполную звезду.

ТТ устанавливаются в две фазы и соединяются анологично схеме звезды.

Режим Описание Токи в фазах Векторная диаграмма Коэфициент схемы
Нормальный режим в реле проходят токи фаз, а в нулевом проводе их геометрическая сумма . Iр=Iф Ксх=1
Трехфазное КЗ токи проходят по обоим реле и в обратном проводе.
Двухфазное КЗ в зависимости от того, какие фазы повреждены токи проходят в одном или двух реле. Ток в обратном проводе при 2-х к.з. между фазами А и С, в которых установлены ТТ, с учетом Ia=-Ic, равен нулю, а при замыканиях между фазами АВ и ВС он соответственно равен Iоб=Ia и Iоб=Ic
Однофазное КЗ Схема реагирует на однофазные к.з. лиш в тех фазах в которых установлены ТТ. В следствии этого для защит от однофазных к.з. не применяяется

2 . Релейная защита ЛЭП напряжением 110 кВ и выше. Схема МТЗ с дешунтированием отключающей катушки привода выключателя. Особенности выбора тока срабатывания защиты.


Рассмотрим защиты, используемые для ЛЭП (линий электропередач) 110 — 220 кВ, а также для коротких ЛЭП 330 кВ, переходные процессы в которых не отличаются от переходных процессов в ЛЭП 220 кВ.

— Максимальная токовая защита (МТЗ) используется для защиты радиальных линий.

— Токовая отсечка (ТО) действует при междуфазных, двухфазных и трехфазных КЗ. Она используется в дистанционной защите при близких КЗ как вспомогательная,

когда у реле сопротивления есть проблема мертвой зоны.

Мертвая зона дистанционной защиты – близкое К(3), когда

где – сопротивление системы, – напряжение реле.

При дальних КЗ получаем:

— Токовая защита нулевой последовательности (ТЗНП). Направленная защита. При К(1) реагирует на направление тока нулевой последовательности.

ШДЭ 2801 – ступенчатая защита для реализации функций резервных защит при наличие основной быстродействующей.

ШДЭ 2802 – два комплекта ступенчатых защит.

ПДЭ 2802 – направленная ВЧ защита, используется в качестве основной.

Защита лэп 500 кВ и выше.

Для ВЛ 500 кВ и выше выпускают следующие устройства Р.З. и автоматики в составе:

ПДЭ 2001 – дистанционная трехступенчатая защита;

ПДЭ 2002 – токовая направленная четырехступенчатая защита нулевой последовательности, токовая отсечка от межфазных К.З. и защита от неполнофазных режимов;

ПДЭ 2003 – направленная и дифференциально-фазная ВЧ защита;

ПДЭ 2004.01 – устройство одно и трехфазного АПВ;

ПДЭ 2004.02 – устройство трехфазного АПВ на три присоединения;

ПДЭ 2005 – УРОВ;

ПДЭ 2006 – защита шин.

Проблемы резервирования

При выполнении релейной защиты электрических систем приходится считаться с возможностью отказа в действии защиты или выключателя поврежденного элемента. Резервирование выполняется с точки зрения надежности электроснабжения потребителей.

1). Используются разные типы защит для земляных и между фазных КЗ: однофазные КЗ на землю – направленная токовая защита нулевой последовательности (НТЗНП), междуфазные КЗ – дистанционная защита.

2). На ответственных транзитных магистральных ЛЭП применяются защиты с абсолютной и относительной селективностью.

3). Основная защита трансформатора — дифференциальная (S≥6.3 МВ∙А), резервная – МТЗ, ТО, токовая защита с пуском по напряжению, газовая защита трансформатора.

Возможны два основных, принципиально различных способа резервирования: дальнее, выполняемое защитами с относительной селективностью смежных элементов, и ближнее, выполняемое защитами установки (станции или подстанции), на которой произошел отказ. В случае отказа выключателя поврежденного элемента все его защиты действуют через специальное устройство резервирования при отказе выключателя (УРОВ).

Пример. Если выключатель В5 не сработал, то необходимо отключить выключатели В7 и В4. Если есть линия с источником С5 (обозначена пунктиром), то необходимо отключить В8, т.к. идет подпитка места КЗ. У каждого выключателя свой источник питания.

На подстанции имеются:

· — шины сигнализации EN, ENR и др. Сигнализация может быть местной и центральной, осуществляется лампочками (световая), блинкерами, звуком.

· — шины управления ЕС.

· — шины питания соленоидов, выключателей. Питание: постоянный оперативный ток ±220; ±110; ±48 В; переменный оперативный ток (используется на подстанциях 6-35 кВ).

В соответствии с условиями резервирования по выполняемым функциям различают:

1. Основной называется защита, предназначенная для действия при всех или части видов повреждений в пределах всего элемента, например всей длины участка линии, с временем, меньшим, чем у других защит этого элемента.

2. Резервной называется защита, предусматриваемая для действия вместо основной в случаях, если последняя отказала или была выведена из работы, а также вместо отказавших защит смежных элементов или в случаях отказов их выключателей.

3. Вспомогательной называется защита, выполняющая некоторые дополнительные функции, например защиту мертвых зон, определяемых направленными элементами основных и резервных защит, ускорение отключения КЗ и т.п.

В распределительных сетях напряжением до 110 кВ обычно применяется дальнее резервирование. В системах более высоких напряжений, обычно имеющих более сложные схемы и оборудованных воздушными выключателями и выносными ТТ, преимущественно используется сочетание ближнего и дальнего резервирования, иногда с добавлением защит, устанавливаемых на шиносоединительных и секционных выключателях.

3. Практическое задание

Задача.

Билет №22

1. Графики электрической загрузки потребителей и их характеристики.

Электрическая нагрузка отдельных потребителей, а следовательно, и суммарная их нагрузка, определяющая режим работы электростанций в энергосистеме, непрерывно меняется. Принято отражать этот факт графиком нагрузки, т.е. диаграммой изменения мощности (тока) электроустановки во времени.

По виду фиксируемого параметра различают графики активной Р, реактивной Q, полной (кажущейся) S мощностей и тока I электроустановки.

Как правило, графики отражают изменение нагрузки за определенный период времени. По этому признаку их подразделяют на суточные (24 ч), сезонные, годовые и т.п.

По месту изучения или элементу энергосистемы, к которому они относятся, графики можно разделить на следующие группы:

· графики нагрузки потребителей, определяемые на шинах подстанций;

· сетевые графики нагрузки — на шинах районных и узловых подстанций;

· графики нагрузки энергосистемы, характеризующие результирующую нагрузку энергосистемы;

· графики нагрузки электростанций.

Графики нагрузки используют для анализа работы электроустановок, для проектирования системы электроснабжения, для составления прогнозов электропотребления, планирования ремонтов оборудования, а также в процессе эксплуатации для ведения нормального режима работы.

Измерение сопротивления изоляции:

а) поводков и тяг, выполненных из органических материалов.

Производится мегаомметром на напряжении 2,5 кВ. Сопротивление должно быть не менее следующих значений:

б) многоэлементных изоляторов.

Производится мегаомметром на напряжение 2,5 кВ только при положительной температуре окружающего воздуха. Сопротивление должно быть не менее 300 МОм для каждого элемента штыревого изолятора.

в) вторичных цепей и обмоток электромагнитов управления.

Измерения производятся мегаомметром на напряжение 500-1000 В. Испытания производятся со всеми присоединенными аппаратами (обмотки приводов, реле, приборы, вторичные об мотки трансформаторов тока и напряжения и т.п.). Сопротивление изоляции должно быть не менее 1 МОм.

Проверяется также сопротивление изоляции от земли ножа короткозамыкателя, работающего совместно с отделителем. Проверка целости изоляторов и изолирующего элемента производится мегаомметром на напряжение 2500 В при отсоединении заземляющей шины. Сопротивление изоляции не нормируется.

Испытание повышенным напряжением промышленной частоты:

а) изоляции разъединителей, отделителей и короткозамыкателей.

Изоляция, состоящая из одноэлементных опорных или опорно-стержневых изоляторов, испытывается согласно госту.

Изоляция, состоящая из многоэлементных штыревых изоляторов, подвергается испытанию напряжением 50 кВ, прикладываемым к каждому склеенному элементу изолятора.

Время испытания для керамических (фарфоровых) изоляторов — 1 мин, для твердой органической изоляции — 5 мин.

б) изоляции вторичных цепей и обмоток электромагнитов управления.

Испытание изоляции проводится напряжением 1 кВ промышленной частоты в течение 1 мин со всеми присоединенными аппаратами защиты, управления и сигнализации.

Определение временных характеристик.

РТ — элктрический секундомер; QK — короткозамыкатель; QR — отделитель.

Измерение значения времени включения короткозамыкателей и времени отключения отделителей должна соответствовать данным завода-изготовителя, а при их отсутствии данным.

4) Правила безопасной эксплуатации электроустановок потребителей

1.1.1. Требования настоящих Правил распространяются на работников, обслуживающих действующие электроустановки потребителей напряжением до 220 кВ включительно и являются обязательными для всех потребителей и производителей электроэнергии независимо от их ведомственной принадлежности и форм собственности на средства производства.1.1.2. Требования настоящих Правил должны соблюдаться при эксплуатации действующих электроустановок, электрических станций, электрической части ТАИ, СДТУ, районных котельных потребителей при выполнении в них монтажных, наладочных, испытательных, ремонтных и строительных работ.1.1.3. В настоящих Правилах изложены основные требования безопасности при эксплуатации электроустановок. мероприятия, дополнительно повышающие безопасность, предусматриваемые непосредственно на месте производства работ, не должны противоречить настоящим Правилам или ослаблять их действие.1.1.4. Средства защиты, применяемые в соответствии с настоящими Правилами, должны быть исправны, испытаны и удовлетворять требованиям «Правил применения и испытания средств защиты, используемых в электроустановках / Москва, Энергоатомиздат, 1987», утвержденных Минэнерго СССР 12.02.81.1.1.5. Первичные средства пожаротушения, применяемые в электроустановках, должны соответствовать Правилам пожарной безопасности в Украине, утвержденным Управлением Государственной пожарной охраны МВД Украины 14.06.95 и зарегистрированным в Минюсте Украины 14.07.95 за № 219/755.1.1.6. Применяемые при работах в электроустановках машины и механизмы, приспособления и инструмент, должны быть исправны и испытаны в соответствии с действующими нормативами и сроками.1.1.7. Электрооборудование, конструкции, комплектующие детали, узлы отечественного и иностранного производства должны соответствовать требованиям действующих нормативных документов в Украине. электрооборудование, подлежащее в Украине обязательной сертификации, должно сопровождаться сертификатом соответствия или свидетельством о признании иностранного сертификата в соответствии с Государственной системой сертификации УкрСЕПРО.В случае поставки электрооборудования из-за рубежа организация-заказчик должна получить сертификат соответствия до заключения контракта на его поставку. паспорт, инструкция и другая эксплуатационная документация, поставляемая с оборудованием или изделиями, должна быть переведена на украинский (русский) язык.Возможные отклонения от нормативной документации должны быть согласованы с Госнадзорохрантруда, Госстандартом и организацией-заказчиком до заключения контракта на их поставку. Копии согласований и сертификаты прикладываются к паспорту оборудования или изделия.1.1.8. При выполнении строительно-монтажных работ в электроустановках обязательно соблюдение также требований СНиП III-4-80* «Техника безопасности в строительстве».1.1.9. При эксплуатации электроустановок необходимо соблюдать требования пожарной безопасности, изложенные в «Правилах пожарной безопасности в Украине».1.1.10. Требования действующих норм отраслевых правил безопасности при эксплуатации электроустановок потребителей министерств и ведомств не должны противоречить настоящим Правилам и ослаблять их действие.

Ссылки по теме

  • ПУЭ 7. Правила устройства электроустановок. Издание 7
    / Нормативный документ от 13 декабря 2006 г. в 18:44
  • Зевин М.Б. Парини Е.П. Справочник молодого электромонтера
    / Нормативный документ от 14 октября 2019 г. в 16:45
  • РД 153-34.0-03.150-00
    / Нормативный документ от 10 ноября 2007 г. в 23:59
  • Князевский Б.А. Трунковский Л.Е. Монтаж и эксплуатация промышленных электроустановок
    / Нормативный документ от 17 октября 2019 г. в 12:36
  • Руководство по устройству электроустановок 2009
    / Нормативный документ от 21 января 2014 г. в 15:40
  • ГОСТ Р 51853-2001
    / Нормативный документ от 7 декабря 2006 г. в 22:39
  • ГОСТ 16556-81 (2006)
    / Нормативный документ от 21 декабря 2007 г. в 06:00

Самые распространённые модели

Вот несколько самых распространенных моделей ВВЭ-М-10–20, ВВЭ-М-10–40, ВВТЭ-М-10–20, а на рисунке указано как их расшифровывать и структура условных обозначений, так как модели могут содержать в своём названии до 10–12 букв и цифр. Почти все они являются заменой устаревших масляных выключателей, а работать могут как для коммутации цепей переменного тока, так и постоянного.

Настройка, установка и включение в работу высоковольтных вакуумных выключателей это трудоемкий процесс, от которого напрямую зависит вся дальнейшая работа энергосистемы, а также всех элементов и оборудования, подключаемого к ним, поэтому все работы лучше положить на плечи квалифицированного инженерно-электротехнического персонала. Управление вакуумным выключателем должно выполняться чётко и по определённым командам, от этого зависит жизнь и здоровье людей работающих на питаемом оборудовании.

Конструкция

Элегазовый трансформатор характеризуется определенным устройством конструкции. Вверху на опорном изоляторе установлен металлический корпус. Система монтируется на основании. На пластине установлена конструкция с выводами вторичных контуров. Первичная обмотка с выводами находится на металлическом корпусе. Внутри этой полости, в изоляторе есть изоляционный газ.

Первичная обмотка позволяет регулировать количество витков, влияя на коэффициент трансформации. Секции первичного контура соединены последовательно-параллельно. Витки вторичных контуров находятся в электрических экранах. Это нужно для выравнивания показателей индукционного поля внутри системы.

Магнитопривод, активная часть вторичной обмотки изготавливается из нанокристаллического сплава. В состав материала входит железо. Защитные обмотки выполнены из анизотропной электротехнической стали.

Внутреннее пространство

В процессе эксплуатации и обслуживания элегазового аппарата производится состояние внутренней среды. Оценку осуществляет сигнализатор плотности, основанный на принципе температурной компенсации. Выключатель может быть разной конструкции. Чаще устанавливаются колонковые и баковые разновидности.

Сигнализатор плотности газовой среды внутри герметичного корпуса обладает двумя парами контактных выводов. Это позволяет принимать информацию из двух точек замера плотности газа. Система позволяет дистанционно контролировать давление внутри корпуса.

Защитные системы

Уплотнительные материалы характеризуются высоким качеством. Это позволяет обеспечить минимальную утечку газа. В год этот показатель достигает не более 0,5 %.

Вверху конструкции предусмотрено защитное устройство, коммутирующее внутреннее газовое пространство с атмосферой при значительном росте давления внутри корпуса. Благодаря особенностям элегазовой среды, специальной конструкции защиты, оборудование считается пожаробезопасным и не взрывоопасным.

Силовой элегазовый трансформатор постепенно вытесняет устаревшее оборудование энергетических подстанций. Это новая научная разработка, которая повышает безопасность при эксплуатации и обслуживании установок. Трансформаторы с элегазовой изоляцией характеризуются высоким показателем пожарной безопасности, устойчивости к взрывам.

В последние десятилетия оборудование, обеспечивающее промышленные, бытовые объект электричеством, стало габаритным. Для установки требуются большие свободные пространства. Поэтому трансформатор тока ныне монтируется прямо в черте города, под зданиями общественного пользования, парками и прочими общественными объектами. Требования к безопасности силовых установок значительно возросли. Масляными трансформаторами подобные условия не выполняются в полном объеме. Поэтому устаревшие агрегаты сегодня массово заменяют элегазовыми установками.

Насколько широко использование элегаза в трансмиссии и распределительных приспособлениях?

Элегазовое распредустройство для трансмиссии электричества используется сейчас по всему миру. По подсчетам, в среднем около 80% электрооборудования высокого напряжения, производимого в настоящее время, содержит элегаз.

Какие основные направления добровольных действий/соглашений производителей и пользователей относительно обращения с элегазом?

И производители распределительного устройства, и пользователи берут на себя обязательство постоянного совершенствования в снижении уровня выбросов, так же как и контролирование и ежегодную отчетность.

Чудо-газ или нет?

Опубликовано много исследований и докладов по различным аспектам использования элегаза (SF6 gas) в электрическом оборудовании. Большинство из них основаны на фактах и научных исследованиях, но некоторые нет. Давайте попробуем ответить на 34 вопроса и разрушить мифы об этом «чудо-газе». Отметим, что большинство ответов основано на исследованиях CAPIEL (Комитета по Координации Ассоциаций Производителей Промышленных Электронных Устройств и Аппаратуры Управления в Евросоюзе), а также соответствующих стандартах Международной электротехнической комиссии (МЭК).

Где используется элегаз?

Известны следующие виды применения. Скорее всего, о некоторых из них вы и не слышали.

  • для звукоизоляции в окнах;
  • в шинах автомобилей;
  • для магниевой отливки в автомобильной промышленности;
  • как изоляционный и дугогасительный материал в электрическом оборудовании;
  • для производства полупроводников;
  • в тандемно-частичных ускоряющих электродах;
  • как газовый изотоп в горной промышленности;
  • в оборудовании для рентгенологических исследований;
  • как очищающий и предохраняющий газ в алюминиевой и магниевой отливке;
  • в спортивной обуви;
  • для медицинских обследований;
  • в радиолокационной сети военных самолетов и в других военных целях.

Опасен ли элегаз для здоровья?

Беспримесный элегаз физиологически совершенно безопасен для людей и животных. Он используется даже в медицинской диагностике. Благодаря своему весу он мог бы заменить кислород в воздухе, если в большом количестве сгустить его в более низких и невентилируемых местах.

Нормативы для химикатов не относят элегаз к категории опасных веществ.

Можем ли мы использовать вакуум как средство изоляции?

Вакуумная технология уже используется в целях коммутирования в средневольтном диапазоне. В отношении маленького объема, вакуум может поддерживаться в рабочем состоянии довольно легко, что имеет важное значение для обеспечения эффективности коммутационного аппарата.

Применение вакуума как изолирующего вещества в более крупном объеме требует много физических и технических усилий, чрезмерно сложно экономически и практически нереализуемо.

Как пользователь может контролировать качество элегаза?

Средневольтное оборудование, герметизированное на весь эксплуатационный срок, не требует проверок качества элегаза. Для высоковольтного оборудования Приложение Б в МЭК 60480 описывает разные методы анализа, применимые для закрытых систем давления (на месте эксплуатации и в лаборатории).

Какие продукты распада образуются в случае внутренней неисправности дуги, и в каких количествах?

Создаются газообразные и пылевые побочные продукты. Смотрите МЭК 60480, Таблица 1 и/или Доклад СИГРЭ Электра 1991 («Обращение с элегазом и продуктами его распада в элегазовой коммутационной аппаратуре», Таблица 2 «Приблизительное описание основных продуктов распада в результате разных первопричин»).
Продукты распада зависят от типа оборудования и истории его эксплуатации; количество зависит от силы (напряжение, текущий ток, время) и типа оборудования.

Рубрики: Статьи

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *